কেন PFA-এর নন-স্টিক বৈশিষ্ট্য কখনও কখনও উচ্চ-সান্দ্রতা মিডিয়ার সাথে ডিল করার সময় গরম করার দক্ষতা হ্রাস করে?

গরম গলিত আঠালো, ঘনীভূত পলিমার দ্রবণ, বিটুমেন বা ইপোক্সি রেজিনের মতো উচ্চ সান্দ্রতাযুক্ত তরলগুলির জন্য নিমজ্জন উনান ডিজাইন করার সময়, প্রকৌশলীরা সাধারণত তাদের প্রায় সর্বজনীন রাসায়নিক প্রতিরোধের জন্য এবং চমত্কার অ{0} পৃষ্ঠের জন্য PFA (পারফ্লুরোঅ্যালকক্সি অ্যালকেন) শীথগুলি নির্দিষ্ট করেন৷ মসৃণ, কম-ঘর্ষণ ফ্লুরোপলিমার আবরণটি আমানতের উপর রান্না করা-কে দূর করবে, পরিষ্কার করার ডাউনটাইম কমিয়ে দেবে এবং গরম করার পৃষ্ঠকে চিরতরে পরিষ্কার রাখবে বলে আশা করা হচ্ছে। যাইহোক, ক্রমাগত পলিমার প্রসেসিং লাইন এবং আঠালো হোল্ডিং ট্যাঙ্কের ফিল্ড ডেটা একটি আশ্চর্যজনক ঘটনা দেখায়: অত্যন্ত নন-স্টিক বৈশিষ্ট্য যা PFA কে পছন্দসই করে তোলে, নির্দিষ্ট সান্দ্র প্রবাহের পরিস্থিতিতে, তাপ স্থানান্তর ক্ষমতা নাটকীয়ভাবে হ্রাস করতে পারে। এটি একটি স্থিতিশীল তাপ নিরোধক সীমানা স্তরের বিকাশের মাধ্যমে করা হয় যা হিটারের সাথে দুর্বলভাবে লেগে থাকে কিন্তু বাল্ক তরলের উচ্চ সান্দ্রতা দ্বারা এটির বিরুদ্ধে আটকে থাকে। এই প্রভাব বোঝার জন্য, আমাদের হিটারের তরল গতিশীলতার দিকে তাকাতে হবে-তরল ইন্টারফেসে এবং শুধুমাত্র উপাদানের পরামিতিগুলিতে নয়।

নিম্ন-আঠালো পৃষ্ঠ সান্দ্র সাবলেয়ার ঘটনা
যেকোন জোরপূর্বক বা প্রাকৃতিক পরিচলন গরম করার পরিস্থিতিতে, কঠিন প্রাচীরের কাছাকাছি তরল স্তরের বাল্ক প্রবাহের চেয়ে কম বেগ থাকে। জল বা পাতলা অ্যাসিডের মতো কম সান্দ্রতা তরলগুলির জন্য, এই সীমানা স্তরটি সাধারণত 0.5 মিমি থেকে কম পুরু হয় এবং সামগ্রিক তাপ স্থানান্তর সহগের তুলনায় এর অন্তরক প্রভাব ছোট। উচ্চ-সান্দ্রতা মিডিয়া (এখানে ডায়নামিক সান্দ্রতা হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়েছে > 500 সিপি অপারেশনাল তাপমাত্রায়) মৌলিকভাবে ভিন্ন কাজ করে। মোমেন্টাম ডিফিউসিভিটি এত কম যে সান্দ্র সাব-স্তর হিটার পৃষ্ঠ থেকে 3-8 মিমি হতে পারে, বিশেষত যান্ত্রিক আন্দোলন ছাড়াই শান্ত ট্যাঙ্কগুলিতে।

এই স্তরটি মাঝারি পৃষ্ঠের রুক্ষতা (Ra 0.8-1.6 µm) সহ একটি স্ট্যান্ডার্ড মেটাল হিটারে ধীরে ধীরে চলে। তাপ বিনিময় স্তরের ভিতরেই প্রাকৃতিক পরিচলনের মাধ্যমে ঘটে, যা গরম প্রাচীরের সংস্পর্শে থাকা তরলকে সতেজ করার জন্য মাইক্রো-স্কোপিক মিক্সিং এডি তৈরি করে। বিপরীতে, পিএফএ পৃষ্ঠের একটি খুব কম পৃষ্ঠ শক্তি (সাধারণ মান 18-20 mN/m) এবং অত্যন্ত মসৃণ (Ra ঘন ঘন<0.2 µm) and this prevents any inclination of the adjacent layer to detach or roll over. The high-viscosity fluid just glides over the fluoropolymer surface without producing disruptive flow patterns. As a result, the thermal boundary layer is much thicker and more stagnant than that on a surface with intermediate roughness or higher adhesion. Infrared thermography quantitative measurements of the steady‑state boundary layer thickness on PFA were 2.3 times that of a stainless steel 316 sheath for the same power input and tank geometry in a bath of 10,000 cP silicone oil at 150 °C.

তাপ স্থানান্তর শাস্তির পরিমাপ: তত্ত্ব থেকে পরিমাপ করা ডেটা।
গরম করার দক্ষতা হ্রাস হল ফুরিয়ারের আইনের সরাসরি ফলাফল যা সান্দ্র উপ-স্তরে প্রয়োগ করা হয়। তাপ প্রবাহ q কে q=h (Tsurface − Tbulk) হিসাবে প্রকাশ করা হয় যেখানে h হল পরিবাহী তাপ স্থানান্তর সহগ। উচ্চ Pr সংখ্যার তরলগুলির জন্য (Pr > 100, সান্দ্র মিডিয়ার জন্য সাধারণ) Nusselt নম্বর পারস্পরিক সম্পর্ক Nu=h·L/k প্রাচীরের "আদ্রতা" বা আঠালো বৈশিষ্ট্যের উপর যথেষ্ট প্রভাব ফেলে, যা PFA ইচ্ছাকৃতভাবে হ্রাস করে। 180 ডিগ্রিতে 50,000 cP পলিবিউটিন তরল ব্যবহার করে একটি নিয়ন্ত্রিত ল্যাবরেটরি পরীক্ষার পরীক্ষামূলক ডেটা, খাপ উপাদান ব্যতীত অভিন্ন হিটার জ্যামিতি দিয়ে সঞ্চালিত, দেখায় যে PFA-চাপযুক্ত হিটার সর্বোচ্চ 220 ডিগ্রি তাপমাত্রায় পৌঁছানোর আগে 220 ডিগ্রি তাপমাত্রায় পৌঁছেছে, যেখানে শুধুমাত্র 220 সেমি তাপ প্রবাহিত হয়েছে। খাপ (Ra 1.2 µm) একই পৃষ্ঠের তাপমাত্রা সীমার অধীনে 2.9 W/cm^2 এ পৌঁছেছে। অন্য কথায়, PFA এর নন-স্টিক প্রকৃতি এই বিশেষ উচ্চ-সান্দ্রতা তরলের জন্য দরকারী শক্তি ঘনত্বকে প্রায় 38% কমিয়েছে। এটি অনেক বেশি স্পষ্ট হয় যখন তরলটিতে স্থগিত কণা বা তন্তু থাকে, যা রুক্ষ পৃষ্ঠে মাইক্রো-আন্দোলক হিসাবে কাজ করবে, কিন্তু পিএফএ-তে সীমানা স্তরকে বিরক্ত না করে কেবল অতীতে চলে যায়।

কেন "পরিষ্কার পৃষ্ঠ" সরানো না হলে একটি বাধা হয়ে ওঠে
একই ননস্টিক বৈশিষ্ট্য যা আমানতের উপর বেকড-প্রতিরোধ করে তা একটি স্থিতিশীল, অনুগত তাপীয় সীমানা স্তরের উত্পাদনকেও বাধা দেয় যা প্রবাহের ওঠানামা দ্বারা পর্যায়ক্রমে ভেঙে যেতে পারে। যান্ত্রিক আন্দোলন বা পুনঃসঞ্চালন সহ একটি ট্যাঙ্কে এই খরচ হ্রাস করা হয় কারণ বাল্ক বেগ ক্রমাগত উত্তপ্ত সীমানা স্তরটিকে দূরে সরিয়ে দেয়। অনেক উচ্চ-সান্দ্রতা প্রক্রিয়া, তবে, ইচ্ছাকৃতভাবে তরল বায়ুচলাচল বা শিয়ার-সংবেদনশীল পলিমারের অবক্ষয় এড়াতে মাঝারি বা বিরতিমূলক আন্দোলন ব্যবহার করে। এই ধরনের দৃষ্টান্তে গরম উচ্চ সান্দ্রতা তরলের একটি অপরিহার্যভাবে গতিহীন শেল PFA আবরণকে আবৃত করতে পারে এবং তাপীয় কম্বল হিসাবে কাজ করতে পারে। 100,000 cP বিটুমেনে 100,000 cP বিটুমেনে দুই ঘন্টার জন্য ইনফ্রারেড ফটোতে 5 মিমি পুরু তরলের একটি স্থিতিশীল বৃত্তাকার অঞ্চল দেখানো হয়েছে যার তাপমাত্রা খাপ পৃষ্ঠের থেকে প্রায় 8-12 ডিগ্রি কম যেখানে বাল্ক তাপমাত্রা অনেক পিছিয়ে ছিল। একই জ্যামিতি সহ একটি ধাতব হিটার কিন্তু সামান্য উচ্চতর পৃষ্ঠের শক্তি দৃশ্যমান পরিবাহী প্লুম তৈরি করে যা নিয়মিতভাবে পৃষ্ঠ থেকে বিচ্ছিন্ন হয়, যার ফলে 40% দ্রুত বাল্ক ওয়ার্ম-আপ সময় হয়।

তুলনামূলক নির্বাচন নির্দেশিকা: যখন নন-পিএফএ সান্দ্র উত্তাপের জন্য সর্বোত্তম হয় (বা নয়)
প্রধান প্রবাহ ব্যবস্থা, সান্দ্রতা পরিসর এবং পরিষ্কারের সুবিধা এবং তাপ দক্ষতার মধ্যে গ্রহণযোগ্য বাণিজ্য-এর উপর ভিত্তি করে সিদ্ধান্তের কাঠামো নীচের টেবিলে দেওয়া হয়েছে। পরিশেষে খাপ উপাদান সম্পর্কে সিদ্ধান্ত নেওয়ার আগে ইঞ্জিনিয়ারদের তাদের পৃথক তরলের প্রান্ডটিল সংখ্যা এবং একটি সাধারণ ল্যাব বীকার পরীক্ষার মাধ্যমে প্রত্যাশিত সীমানা স্তরের পুরুত্ব পরীক্ষা করা উচিত।

প্রসেস কন্ডিশন এবং সান্দ্রতা রেঞ্জ প্রস্তাবিত খাপ উপাদান এবং গরম করার দক্ষতার জন্য পৃষ্ঠের মূল যুক্তি
উচ্চ সান্দ্রতা (1,000-100,000 cP) নিস্তব্ধ ট্যাঙ্ক কোন আন্দোলন দীর্ঘ সময় ধরে রুক্ষ ধাতু (যেমন স্টেইনলেস স্টীল, ইনকোলয়) বা পিএফএ উপযুক্ত মাইক্রো-টেক্সচার মেটাল পৃষ্ঠের মাইক্রো-পরিবাহী বিঘ্ন ঘটায় এবং এনফ্লুয়েক্স তাপ এনফ্লুয়েক্স-এর ফলে মসৃণ PFA এর তুলনায় 30-50%। আমানত উপর রান্না জন্য পর্যায়ক্রমিক পরিষ্কার গ্রহণ. *
উচ্চ সান্দ্রতা, অবিচ্ছিন্ন পুনঃপ্রবর্তন (Re> 2,300 হিটিং লুপে) স্ট্যান্ডার্ড মসৃণ PFA বাল্ক প্রবাহ ক্রমাগত বর্ডার লেয়ারকে সুইপ করে। ননস্টিক সুবিধা আমানত তৈরি-কে বাধা দেয়। ছোট (<10%) heating efficiency penalty compared to metal.
মধ্য সান্দ্রতা (100-1000 cP), মৃদু আন্দোলন বা মাঝে মাঝে নাড়াচাড়া করা PFA পৃষ্ঠের এমবসিং বা হেলিকাল গ্রুভের সাথে ইঞ্জিনিয়ারড টেক্সচার সীমানা স্তর ভেঙ্গে দেয় যদিও অধিকাংশ তরলকে নন-স্টিক স্রাবের অনুমতি দেয়। তাপ স্থানান্তর এবং পরিচ্ছন্নতার জন্য সর্বোত্তম আপস।

পলিমার গলে যায় (শিয়ার সংবেদনশীল) (যেমন পিভিসি প্লাস্টিসল, পিইউ প্রিপলিমার) নন-স্টিক রাখুন, অপমানজনক পণ্য এড়িয়ে চলুন। 30-40% তাপ স্থানান্তর শাস্তির জন্য ক্ষতিপূরণের জন্য ওভারসাইজ হিটার